JP2023511338A - Installation method and installation apparatus for integrated semiconductor wafer equipment - Google Patents
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Abstract
集積半導体ウェーハ装置、特に製造時中間生産物としての集積半導体コンポーネント装置のための設置方法であって、-壁(3)により形成される少なくとも1つの凹所(2)を有するガラスサブストレート(1)、-凹所(2)に配置されるべき1又は複数の半導体ウェーハ、特に半導体コンポーネント(9)、及び-凹所(2)に係合し、1又は複数の半導体ウェーハ(9)の凹所(2)における位置保持及び/又は整列のためにガラスサブストレート(1)上に形成された少なくとも1つのばね要素(19)、を有する方法は、以下の方法ステップ:-ガラスサブストレート(1)に、位置決めすべき半導体ウェーハ(9)の輪郭スペース(K)に係合する緩和したばね要素(19)を備え、-ばねマニピュレータサブストレート(22)に、位置決めすべき半導体ウェーハ(9)の及び/又は少なくとも1つのばね要素(19)の輪郭スペース(K)に適合する操作要素(25)を備え、-ガラスサブストレート(1)をばねマニピュレータサブストレート(22)に対して移動させ、それによりばね要素(19)に半導体ウェーハ(9)の輪郭スペース(K)の外側にプレストレスを与え、ばね要素(19)を偏向させるように、その操作要素(25)を凹所(2)に進入させ、-半導体ウェーハ(9)を凹所(2)内に配置し、及び-ガラスサブストレート(1)をばねマニピュレータサブストレート(22)に対して移動させて戻し、それによりばね要素(19)を解放するように、その操作要素(25)を半導体ウェーハ(9)の輪郭スペース(K)の外側に移動させ、その結果、少なくとも1つのばね要素(19)が半導体ウェーハ(9)に作用し、凹所(2)においてその位置を保持し及び/又はそれを整列させる、ことを特徴とする。Installation method for an integrated semiconductor wafer device, in particular an integrated semiconductor component device as an intermediate product in production, comprising: a glass substrate (1 ), - one or more semiconductor wafers, in particular semiconductor components (9), to be placed in the recesses (2), and - the recesses of the one or more semiconductor wafers (9) engaging the recesses (2) A method having at least one spring element (19) formed on the glass substrate (1) for position retention and/or alignment at location (2) comprises the following method steps: ) with a relaxed spring element (19) engaging the contour space (K) of the semiconductor wafer (9) to be positioned; and/or with an operating element (25) adapted to the contour space (K) of the at least one spring element (19), - moving the glass substrate (1) relative to the spring manipulator substrate (22), which prestresses the spring element (19) outside the contour space (K) of the semiconductor wafer (9) by actuating its operating element (25) into the recess (2) so as to deflect the spring element (19). - placing the semiconductor wafer (9) in the recess (2); and - moving the glass substrate (1) back against the spring manipulator substrate (22), whereby the spring element (19 ) outside the contour space (K) of the semiconductor wafer (9) so that the at least one spring element (19) acts on the semiconductor wafer (9). and holding its position and/or aligning it in the recess (2).
Description
本発明は、独国特許出願DE102020200817.5の優先権を主張し、その内容は参照によりここに組み込まれる。 The present invention claims priority from German patent application DE 102020200817.5, the content of which is incorporated herein by reference.
本発明は、集積半導体ウェーハ装置、特に製造時中間生産物としての集積半導体コンポーネント装置のための設置方法に関し、及びこの設置方法を実行するための設置装置に関する。 The present invention relates to an installation method for an integrated semiconductor wafer device, in particular an integrated semiconductor component device as a manufacturing intermediate, and to an installation device for carrying out this installation method.
以下の情報は、本発明の背景を明確化することを意図している。半導体産業は、様々な電子部品の集積密度の連続的な改良のおかげで急速に成長してきた。大部分は、この集積密度の改良は、より多くのコンポーネントが特定の領域に集積され得ることを意味する最小の特徴サイズの反復の減少から生じている。 The following information is intended to clarify the background of the invention. The semiconductor industry has grown rapidly thanks to continuous improvements in the integration density of various electronic components. To a large extent, this improvement in integration density results from a reduction in the minimum feature size repetition which means that more components can be integrated in a particular area.
小型化、高速度及びより大きいバンド幅並びにより低い電力消費に対する要求が近年増加しているので、ダイとも呼ばれる、包装されていない半導体ウェーハのためのより小さくより創造的な包装技術のニーズが上昇している。 As demands for smaller size, higher speed and greater bandwidth and lower power consumption have increased in recent years, the need for smaller and more creative packaging technologies for unpackaged semiconductor wafers, also called dies, has risen. are doing.
連続的な集積の途中で、個々の半導体ウェーハとして回路基板に互いに隣接して先に取り付けられた非常に多数のアセンブリは結合され、「より大きな」半導体ウェーハを形成する。この場合、絶対的な大きさが製造方法の連続的な改良を介して減少できるので、「より大きな」はダイ上の回路の数を意味する。 In the course of sequential integration, a large number of assemblies previously mounted adjacent to each other on circuit substrates as individual semiconductor wafers are combined to form a "larger" semiconductor wafer. In this case, "larger" means the number of circuits on a die, as the absolute size can be reduced through continuous improvement in manufacturing methods.
積み重なった半導体装置において、論理回路、メモリー、プロセッサー回路などの能動回路は、少なくとも部分的に別個のサブストレート上に製造され、次いで物理的に及び電気的に互いに結合されて、機能デバイスを形成する。このような結合方法は非常に精練された技術を使用し、改良が望まれる。 In stacked semiconductor devices, active circuits, such as logic circuits, memory, processor circuits, etc., are at least partially fabricated on separate substrates and then physically and electrically coupled together to form functional devices. . Such bonding methods use very sophisticated techniques and improvements are desired.
半導体ウェーハ上の例えばCPUとキャッシュの2つの補完アセンブリの組み合わせが、用語「オンダイ」を用いて書き直され得る:CPUは「オンダイの」キャッシュを有し、すなわち同じ半導体ウェーハ上に直接キャッシュを有し、それはデータの交換を相当スピードアップさせる。アセンブリ技術及び包装技術(AVT)は、回路環境への半導体ウェーハ包装及び集積のさらなる加工を扱う。 A combination of two complementary assemblies, for example a CPU and a cache on a semiconductor wafer, can be rewritten using the term "on-die": the CPU has the cache "on-die", i.e. it has the cache directly on the same semiconductor wafer. , which speeds up the exchange of data considerably. Assembly Technology and Packaging Technology (AVT) deals with further processing of semiconductor wafer packaging and integration into circuit environments.
多くの集積回路が通常、単一の半導体ウェーハ上に製造され、ウェーハ上の個々の半導体ウェーハは切断線に沿って集積回路をカットすることで単体化される。個々の半導体ウェーハは通常別個に、例えばマルチ半導体ウェーハモジュールに又は他のタイプのパッケージに封入される(カプセル化される)。 Many integrated circuits are typically manufactured on a single semiconductor wafer, and individual semiconductor wafers on the wafer are singulated by cutting the integrated circuits along cutting lines. Individual semiconductor wafers are typically packaged (encapsulated) separately, eg, in multi-semiconductor wafer modules or in other types of packages.
ウェーハレベルパッケージ(WLP)構造が、電気製品の半導体コンポーネントのための包装構造として使用される。多数の電気的な入力/出力(I/O)端子及び高出力集積回路(IC)のための増大した要求が、電気的なI/O端子のためのより大きい中央距離を可能にするファンアウトタイプのWLP構造の発展をもたらした。 A wafer level package (WLP) structure is used as a packaging structure for semiconductor components of electronic products. Increased demand for large numbers of electrical input/output (I/O) terminals and high power integrated circuits (ICs) allows for greater center-to-center distances for electrical I/O terminals. led to the development of WLP structures of the type.
この場合、1又は複数の電気的な再配線層(再分配層:RDL)を有する電気的な再配線構造が使用される。各々のRDLは構造化された金属被覆層として設計されてもよく、電気的な配線として機能する。電気的な配線は、カプセルに埋め込まれた電子部品を、半導体コンポーネントパッケージの外部端子に及び/又は半導体コンポーネントパッケージの底面に配置された1又は複数の半導体ウェーハの1又は複数の電極に接続する。 In this case, an electrical redistribution structure with one or more electrical redistribution layers (redistribution layers: RDL) is used. Each RDL may be designed as a structured metallization layer and acts as an electrical interconnect. Electrical wiring connects the encapsulated electronic components to external terminals of the semiconductor component package and/or to one or more electrodes of one or more semiconductor wafers located on the bottom surface of the semiconductor component package.
特許文献1は、半導体ウェーハが流延材料・注封材料に埋め込まれている半導体パッケージを開示している。再分配層が、半導体ウェーハパッケージの表面設置のためのソルダーボールを具備している。半導体パッケージを通るビア(スルーガラスビア)が、半導体パッケージの表面にはんだ材料を具備しており、それによって第2の半導体パッケージが第1の半導体パッケージの上に積み重ねられ得る。 US Pat. No. 5,300,001 discloses a semiconductor package in which a semiconductor wafer is embedded in a casting/potting material. A redistribution layer includes solder balls for surface mounting of semiconductor wafer packages. A via through the semiconductor package (through glass via) has a solder material on the surface of the semiconductor package so that the second semiconductor package can be stacked on top of the first semiconductor package.
特許文献2は、表面設置のための半導体ウェーハパッケージを開示している。複数の端子が主面に設けられており、その端子に第2の半導体ウェーハパッケージが取り付けられ得る。 US Pat. No. 5,300,009 discloses a semiconductor wafer package for surface mounting. A plurality of terminals are provided on the major surface to which a second semiconductor wafer package can be attached.
特許文献3は、論理回路部品及びパワー部品を有する電子モジュールを開示している。論理回路部品及びパワー部品は、上下に配置されたサブストレートに配置され、一緒に成形されている。 US Pat. No. 5,300,008 discloses an electronic module with logic circuit components and power components. Logic circuitry and power components are placed on substrates positioned one above the other and molded together.
特許文献4及び特許文献5はさらに、TSMCの3D半導体ウェーハ集積を記載している。半導体ウェーハはプラスチック樹脂に成形され、ビアはスルーシリコンビアの形態で作られるか、金属ロッドの形態で流延材料に埋め込まれる。 US Pat. Nos. 6,301,001 and 6,000,000 further describe TSMC's 3D semiconductor wafer integration. Semiconductor wafers are molded in plastic resin and vias are made in the form of through-silicon vias or embedded in the casting material in the form of metal rods.
特許文献6は、CSPの充填不足を扱っており、そこでの製造時-中間生成物として半導体チップをそのキャリアで受容するための側壁を備えた凹所を有するホルダーを開示している。 US Pat. No. 6,200,000 deals with underfilling of CSPs and discloses a holder having a recess with sidewalls for receiving a semiconductor chip in its carrier as an in-manufacturing-intermediate product therein.
特許文献7は、弾性手段と少なくとも部分的に一列に並んだチップを受容するための凹所を有する金属又は樹脂から作られるチップを加工するためのホルダーを開示している。 US Pat. No. 6,200,000 discloses a holder for processing chips made of metal or plastic, which has resilient means and recesses for receiving at least partially aligned chips.
さらに、特許文献8は複雑な3D集積に関し、特許文献9は「集積されたファンアウトパッケージ」に関する。 In addition, US Pat. No. 6,200,000 relates to complex 3D integration, and US Pat.
流延材料を導入することで、半導体ウェーハ間の相対的な移動、さらに半導体ウェーハのための予め定められた意図する位置に対する相対的な移動がもたらされる。流延材料の硬化誘発された収縮が、凸凹な変形をもたらし得る張力を付加的に生じさせる。流入する流延材料のダイナミックな力がさらに、サブストレート上の半導体ウェーハのドリフトを生じさせる。さらに、裏面金属被覆を加工することで反り問題が生じ得ることが既に知られている。 Introduction of the casting material results in relative movement between the semiconductor wafers and relative movement to predetermined intended locations for the semiconductor wafers. Curing-induced shrinkage of the casting material creates additional tension forces that can lead to uneven deformations. The dynamic forces of the incoming casting material also cause drift of the semiconductor wafer on the substrate. Moreover, it is already known that machining the backside metallization can cause warping problems.
上述の不都合を避けるために、最も近い従来技術を表す特許文献10は、特許請求項1のプレアンブル部分に従う方法を提供し、1又は複数の半導体ウェーハを収容するための、対応する壁により形成される少なくとも1つの凹所を有するガラスから作られたサブストレートが、流延材料の導入の前に、半導体ウェーハに対して位置決めされ又は固定され、それにより少なくとも個々の半導体ウェーハがガラスサブストレートの壁によって取り囲まれる。したがって、1又は複数の半導体ウェーハをそれぞれの凹所に配置し、それらを他の半導体ウェーハから分離して配置することで、これらが流延材料の導入により引き起こされる望まれない影響から最適に保護される。ガラスサブストレートがサブストレートの又は半導体ウェーハを担持するプラスチックサブストレートの主延在平面と平行な半導体ウェーハの移動を100μm未満に及び実施形態に応じて10μm未満に制限することが試験により既に示されている。この目的のために、ガラスサブストレートは、半導体ウェーハに適合した凹所を有するマスクを形成し、それら凹所は好ましくはスルーホール(スルーガラスビア:TGV)を既に具備でき、貫通接続を可能にする。 To avoid the above disadvantages, the closest prior art, US Pat. Prior to introduction of the casting material, a substrate made of glass having at least one recess in which the casting material is introduced is positioned or secured against the semiconductor wafers so that at least the individual semiconductor wafers are aligned with the walls of the glass substrate. surrounded by Therefore, placing one or more semiconductor wafers in respective recesses and placing them separately from the other semiconductor wafers optimally protects them from undesired effects caused by the introduction of the casting material. be done. Tests have already shown that the glass substrate limits the displacement of the semiconductor wafer parallel to the main plane of extension of the substrate or of the plastic substrate carrying the semiconductor wafer to less than 100 μm and in some embodiments to less than 10 μm. ing. For this purpose, the glass substrate forms a mask with recesses adapted to the semiconductor wafer, which can preferably already be provided with through-holes (through glass vias: TGV) to allow through-connections. do.
さらに、特許文献10に従うこの従来技術から、ガラスサブストレートの壁に、凹所における半導体ウェーハの位置保持及び/又は方向付けのためのばね要素を設けることが知られている。半導体ウェーハの対応する凹所への導入はここで問題を生じさせる、というのもこの目的のために繊細なばね要素が、それらが半導体ウェーハの輪郭によって占められるスペースの外側に位置決めされる広がった位置-ここで「輪郭スペース」と称する-と、半導体ウェーハに作用する位置の間で適切に扱われなければならないからである。 Furthermore, it is known from this prior art according to DE 10 2005 003 000 A1 to provide the walls of the glass substrate with spring elements for holding and/or orienting the semiconductor wafer in the recess. The introduction of the semiconductor wafer into the corresponding recesses presents a problem here, because for this purpose the delicate spring elements are positioned outside the space occupied by the outline of the semiconductor wafer. This is because there must be a proper handling between the positions--herein referred to as "contour space"--and the positions acting on the semiconductor wafer.
この問題を解決するために、本発明は、請求項1の特徴部分に従う製造中間生成物としてのこのような集積半導体ウェーハ装置のための対応する設置方法、及び請求項8に従う方法の対応する実施のための対応する設置装置を提供する。
To solve this problem, the present invention provides a corresponding installation method for such an integrated semiconductor wafer device as a manufacturing intermediate according to the characterizing part of
したがって、本発明に従う設置方法は以下のステップを有する:
-ガラスサブストレートに、位置決めすべき半導体ウェーハの輪郭スペースに係合する緩和したばね要素を備え、
-ばねマニピュレータサブストレートに、位置決めすべき半導体ウェーハの及び/又は少なくとも1つのばね要素の輪郭スペースに適合する操作要素(マニピュレーション要素)を備え、
-ガラスサブストレートをばねマニピュレータサブストレートに対して移動させ、それによりばね要素に半導体ウェーハの輪郭スペースの外側にプレストレスを与え、ばね要素を偏向させるように、その操作要素を凹所に進入させ、
-半導体ウェーハを凹所内に配置し、及び
-ガラスサブストレートをばねマニピュレータサブストレートに対して移動させて戻し、それによりばね要素を解放するように、その操作要素を半導体ウェーハの輪郭スペースの外側に移動させ、その結果、少なくとも1つのばね要素が半導体ウェーハに作用し、凹所においてその位置を保持し及び/又はそれを整列させる。
Accordingly, the installation method according to the invention has the following steps:
- the glass substrate is provided with a relaxed spring element that engages the contour space of the semiconductor wafer to be positioned;
- the spring manipulator substrate is provided with a manipulation element (manipulation element) adapted to the contour space of the semiconductor wafer to be positioned and/or of the at least one spring element,
- moving the glass substrate relative to the spring manipulator substrate, thereby prestressing the spring element outside the contour space of the semiconductor wafer and allowing its manipulation element to enter the recess so as to deflect the spring element; ,
- placing the semiconductor wafer in the recess, and - moving the glass substrate back against the spring manipulator substrate, thereby releasing the spring element by moving its manipulation element outside the contour space of the semiconductor wafer. movement, so that at least one spring element acts on the semiconductor wafer to hold its position in the recess and/or align it.
本発明に従う方法は、技術的に簡単にガラスサブストレートでの1又は複数のばね要素の定められた非常に優しい操作を実現するために、ばねマニピュレータサブストレートを使用する。 The method according to the invention uses a spring manipulator substrate in order to achieve a defined and very gentle manipulation of one or more spring elements on a glass substrate in a technically simple manner.
ガラスサブストレート及びばねマニピュレータサブストレートは、非線形の自己収束によるレーザー照射によって加工され、次に適切なエッチング速度で及び適切なエッチング持続時間の間エッチングによる異方性の材料除去を受けるので、殆ど平坦な壁表面が凹所の境界表面及びサブストレート内の既存の構造の側面として生成され、それにより半導体ウェーハが、側壁表面から及びゆえに隣接する半導体ウェーハから非常に小さい距離を置いて配置され得る。 Glass substrates and spring manipulator substrates are processed by laser irradiation with nonlinear self-focusing and then undergo anisotropic material removal by etching at a suitable etch rate and for a suitable etch duration, so that they are nearly flat. A smooth wall surface is created as the boundary surface of the recess and the side of the existing structure in the substrate, whereby the semiconductor wafer can be placed at a very small distance from the side wall surface and hence from the adjacent semiconductor wafer.
ガラスサブストレート及びばねマニピュレータサブストレートにおいて側壁表面を形成する凹所を製造する方法において、名称LIDE(Laser Induced Deep Etching)で知られたレーザー誘起ディープエッチングが使用される。この場合、LIDE法により、極めて正確な穴(スルーガラスビア=TGV)及び構造を非常に高速度で導入することが可能となり、よってガラスサブストレート及びばねマニピュレータサブストレートの合理的な製造のための要件がもたらされる。 Laser-induced deep etching, known by the name LIDE (Laser Induced Deep Etching), is used in a method for manufacturing recesses forming sidewall surfaces in glass substrates and spring manipulator substrates. In this case, the LIDE method makes it possible to introduce very precise holes (through glass vias = TGV) and structures at very high speeds, thus making it possible for rational production of glass substrates and spring manipulator substrates. requirements are brought.
従属請求項は、本発明に従う設置方法の好ましい発展形態を特定する。操作要素はそれゆえガラスサブストレートの厚さの半分より少ない最大深さまでその凹所に進入する。これは、1又は複数のばね要素のための必要な操作行程と半導体ウェーハを収容するために凹所の利用可能な深さの最小の可能な切り取りの間の合目的的な妥協を表す。 The dependent claims specify preferred developments of the installation method according to the invention. The operating element therefore penetrates into its recess to a maximum depth of less than half the thickness of the glass substrate. This represents a sensible compromise between the required operating stroke for the spring element(s) and the smallest possible undercut of the available depth of the recess to accommodate the semiconductor wafer.
操作要素は好ましくは、下からガラスサブストレートの凹所に進入し、それにより半導体ウェーハは好都合に上から凹所にフィットすることができる。 The operating element preferably enters the recess in the glass substrate from below, so that the semiconductor wafer can conveniently fit into the recess from above.
操作要素のための好都合な形状は、それぞれのばね要素のために、台形断面を有する及び側面の操作フランクを有する台形状の突起である。この突起は、ばねマニピュレータサブストレートの板状基体に、好ましくは一体的に形成され得る。斜めに設定される側面の操作フランクは、繊細なばね要素への段階的な、したがって優しい作用を生じる。ここで、操作要素自体は、多数の製造サイクルに対して十分安定的であるように設計される。 A convenient shape for the operating element is a trapezoidal projection with a trapezoidal cross-section and with lateral operating flanks for each spring element. This projection may preferably be integrally formed on the plate-like base of the spring manipulator substrate. The obliquely set lateral operating flanks produce a gradual and therefore gentle action on the delicate spring elements. Here, the operating elements themselves are designed to be sufficiently stable for a large number of production cycles.
凹所における前記半導体ウェーハは好ましくは、ガラスサブストレートとばねマニピュレータサブストレートの間の相対移動によって上げられた中間位置において前記操作要素上に位置し、前記操作要素が前記凹所から外側に移動されると、前記凹所におけるその最終位置に下げられる。ばねマニピュレータサブストレートの延伸とばね要素の関連する作動・活性化によって、それは前記ばね要素によって凹所内に保持され、そこで整列される。 The semiconductor wafer in the recess is preferably located on the operating element in a raised intermediate position by relative movement between the glass substrate and the spring manipulator substrate, the operating element being displaced outwardly from the recess. It is then lowered to its final position in the recess. By extension of the spring manipulator substrate and associated actuation/activation of the spring element, it is held in the recess by said spring element and aligned therein.
1つの方法技術的な発展形態では、半導体ウェーハは、操作要素上に一時的に位置する半導体ウェーハのための付加的な固定として負圧を受けてもよい。同様に、ガラスサブストレートとばねマニピュレータサブストレートの間の負圧の適用はさらに、これら2つの構成部品の間の相対移動を保証し得る。 In one method technical development, the semiconductor wafer may be subjected to a vacuum as an additional fixing for the semiconductor wafer temporarily located on the operating element. Similarly, the application of negative pressure between the glass substrate and the spring manipulator substrate can also ensure relative movement between these two components.
装置の観点では、1つの好ましい実施形態によれば、厚さ方向に連続する吸引流路が、前記ばねマニピュレータサブストレートに、特にその基体及び/又は前記操作要素に形成されている。 In terms of the device, according to one preferred embodiment, a continuous suction channel in the thickness direction is formed in the spring manipulator substrate, in particular in the base body and/or the operating element.
例示の実施形態を図面に示し、本発明をさらに説明するために以下に記載する。 Exemplary embodiments are shown in the drawings and are described below to further explain the invention.
図1は、後述する設置方法を対象としたガラスサブストレート1の最も重要な特徴を示す。厚さDのガラスサブストレート1が、複数の凹所2と間隔bを備えている。「スルーガラスビア」、省略してTGVとして知られているスルーホール4が、凹所2を取り囲む、ガラスサブストレート1の壁3に形成され、当該スルーガラスビアには、金属被覆5が従来通りに導入される。ガラスサブストレート1は、少なくとも基本的に、無アルカリガラスから、特にアルミノホウケイ酸ガラス又はホウケイ酸ガラスから成る。
Figure 1 shows the most important features of a
図2は、平面図にて長方形である凹所2を再び有する同様のガラスサブストレート1の平面図を示す。壁3の領域では、図2の左に示される凹所2の両側にスルーホール4が導入され、距離を置いてその細い側面6,7に位置する。このタイプの更なるスルーホール4が、図2の右に示される凹所2の下に平行に2列で位置している。
FIG. 2 shows a plan view of a
凹所2は、-図1に示されるように-スルーホール(貫通孔)として設計されてもよいが、止まり穴として設計されてもよい。
The
図1及び2に従うガラスサブストレート1の場合のさらなる幾何学的比率は次のようである:その材料厚さDは例えば500μm未満であり、好ましくは300μm未満であり、さらにいっそう好ましくは100μm未満である。壁3の壁厚bは500μm未満であり、好ましい漸次的変化は300μm未満、200μm未満、100μm未満又は50μm未満であり、好ましくはガラスサブストレート1の材料厚さDより小さい。それに応じて、ガラスサブストレート1における2つの凹所2の間の最大の残りの壁厚bの、その材料厚Dに対する比b/Dは、1:1未満、好ましくは2:3未満、1:3未満又は1:6未満であり得る。
Further geometrical ratios in the case of the
図3から明らかなように、半導体コンポーネント9が側壁表面8から最小の可能な距離を隔ててそこに収納され得るように、ガラスサブストレート1における凹所2の大きさは原則として選択される。凹所2の位置は、それらがいわゆる「チップパッケージ」又は「ファンアウトパッケージ」として知られる集積半導体コンポーネント装置において半導体ウェーハとして形成される半導体コンポーネント9の望ましい後続の位置決めに対応するように選択される。
As can be seen from FIG. 3, the size of the
さて図3は、ガラスサブストレート1がチップパッケージの製造においてどのように使用され得るかを概略的に示す。壁3の側壁表面8と、これらに対向する半導体コンポーネント9の側面の間の距離は、この場合例えば30μm未満、好ましくは20μm未満、10μm未満又は5μm未満である。
FIG. 3 now shows schematically how the
半導体コンポーネント9をガラスサブストレート1内のそれらの位置に固定するために、流延材料12が凹所に流し込まれる。これは、ガラスサブストレート1、金属被覆5によってそこに導入されるスルーホール4及び流延材料12に埋め込まれる半導体コンポーネント9の小型ユニットを生じさせる。再分配層と半導体コンポーネント9と接触するためにそこに位置決めされるソルダーボールを適用することによる図3に従う装置のさらなる加工は本発明の主題ではなく、特許文献10に詳細に記載されている。
A casting
ガラスサブストレート1のそれぞれの凹所2における半導体コンポーネント9のきついフィッティング(嵌合)の際にコンポーネント9の傾斜に対抗するために、-図4に示されるように-コンポーネント9の角のための切り欠き17をそれぞれの凹所2の角領域にガラスサブストレート1に形成することが可能である。
For the corners of the
さらに、側壁表面8から突出する複数のストッパ18がガラスサブストレート1に配置され、それにより凹所2における半導体コンポーネント9の位置固定の際のいわゆる「過剰決定(overdeterminacy)」を回避できる。
Furthermore, a plurality of
最後に、半導体コンポーネント9の予備固定はまた、ストッパ18に対向する、ガラスサブストレート1の側壁表面8における2つのばね要素19によって追加的にさらに最適化される。しかしながら、構造要素凹所17、ストッパ18及びばね要素19はまた別個に、それぞれ単独で又はさもなければ様々な組み合わせで、集積半導体ウェーハ装置の様々な凹所2に挿入され得ることに留意されたい。
Finally, the pre-fixing of the
本発明を実施する設置方法及びここで対応的に使用される設置装置を以下により詳細に記載する。この場合、図5及び6は、図4と同様に、ここでは描かれていない半導体ウェーハを収容するための凹所2を備えたガラスサブストレート1を再び示す。それは図5及び6において破線形状でマークされたその輪郭スペースKによってのみ示されている。輪郭スペースKは、その平面図に対して半導体ウェーハによって占められる外側プロフィールを表す。この実施形態では、2つのばね要素19はそれぞれ、ばねアーム20によって形成されており、ばねアーム20は、それらの端部でガラスサブストレートに接続しており、それらの他方の端部で互いに指向しており、図5に示されるそれらの緩和した位置では凹所2に僅かに斜めに突き出ている。ばねアーム20はそれにより輪郭スペースKに係合する。図6は、ばねアーム20の偏向した張られた位置を示しており、そこではこれらアームは輪郭スペースKの外側に移動しており、もはやそれと交差しない。
Installation methods embodying the present invention and installation devices correspondingly used therein are described in more detail below. In this case, FIGS. 5 and 6, like FIG. 4, again show a
図7及び8に関連して、今度は本発明に従う設置装置21の説明をするが、そのコア構成要素はばねマニピュレータサブストレート22である。これは、対応するフィリグリー法(金銀線細工法)を用いてガラスサブストレート1に同様に製造され、板状基体23と、台形断面を有する及び側面の操作フランク26を有する、台形状の突起の形態でその上側24に形成された操作要素25とを有する。これら操作要素25のプロフィール及び高さは、それらがばね要素19のばねアーム20と適切に交わることができるように選択される。詳細には、ガラスサブストレート1をばねマニピュレータサブストレート22に関して移動させるために、ばねマニピュレータサブストレート22はガラスサブストレート1に対して下から動かされ、それにより操作要素25が凹所2に突入し、それらの操作フランク26によってばねアーム20を徐々に掴み、それらアームを図5又は7に示される緩和した位置から、図6又は8に示されるテンションのかかった外側に押された位置に運ぶ。このステップは図9a及び9bにも示されている。
7 and 8, the
この位置では、輪郭スペースKが開けられ、従って半導体コンポーネント9が何の妨げも無く上からそこに位置する操作要素25上の凹所2に配置できる程度に、ばねアーム20は外側に押圧される-図9c参照。
In this position, the contour space K is opened so that the
ばねマニピュレータサブストレート22は次に再び下げられ、その結果先ず、それぞれの半導体コンポーネント9が凹所2にさらに下げられ、次にばねアーム20が解放される。これらばねアームはしたがって半導体コンポーネント9に作用し、それらを位置に関して正確に凹所2において整列させる。この製造中間ステップに基づき、-上述したように従来技術と同様に-半導体コンポーネント9を凹所2に成型し(cast)、再分配層及びソルダーボールを適用することが再び可能である。
The
装置の観点では、ばねマニピュレータサブストレート22はまだ、操作要素25の領域において厚さ方向DRに及びそれらの間で連続する吸引流路27,28を具備することで補足する必要がある。図9a~9dにおいて中央に描かれた吸引流路27は、凹所2の間の壁3と同じ高さであり、負圧の適用pによってガラスサブストレート1とばねマニピュレータサブストレート22の間の相対移動の際の運動を駆動するよう機能する。半導体コンポーネント9は同様に、負圧の適用pによって他の吸引流路28を介して操作要素25上のそれらの位置に固定される。
From the point of view of the device, the
ばねアーム20の屈曲・偏向は5~100μm程度である。操作要素25の高さh及びゆえに凹所へのその最大進入深さtは相当に小さく、好ましくはガラスサブストレート1の厚さDの半分より小さい。
The bending/deflection of the
1 ガラスサブストレート
2 凹所
3 壁
9 半導体ウェーハ
19 ばね要素
22 ばねマニピュレータサブストレート
25 操作要素
K 輪郭スペース
1
Claims (11)
-壁(3)により形成される少なくとも1つの凹所(2)を有するガラスサブストレート(1)、
-前記凹所(2)に配置されるべき1又は複数の半導体ウェーハ、特に半導体コンポーネント(9)、及び
-前記凹所(2)に係合し、1又は複数の半導体ウェーハ(9)の前記凹所(2)における位置保持及び/又は整列のために前記ガラスサブストレート(1)に形成された少なくとも1つのばね要素(19)、を有する方法において、
以下の方法ステップ:
-前記ガラスサブストレート(1)に、位置決めすべき前記半導体ウェーハ(9)の輪郭スペース(K)に係合する緩和したばね要素(19)を備え、
-ばねマニピュレータサブストレート(22)に、位置決めすべき前記半導体ウェーハ(9)の及び/又は前記少なくとも1つのばね要素(19)の前記輪郭スペース(K)に適合する操作要素(25)を備え、
-前記ガラスサブストレート(1)を前記ばねマニピュレータサブストレート(22)に対して移動させ、それにより前記ばね要素(19)に前記半導体ウェーハ(9)の前記輪郭スペース(K)の外側にプレストレスを与え、前記ばね要素(19)を偏向させるように、その操作要素(25)を前記凹所(2)に進入させ、
-前記半導体ウェーハ(9)を前記凹所(2)内に配置し、及び
-前記ガラスサブストレート(1)を前記ばねマニピュレータサブストレート(22)に対して移動させて戻し、それにより前記ばね要素(19)を解放するように、その操作要素(25)を前記半導体ウェーハ(9)の前記輪郭スペース(K)の外側に移動させ、その結果、前記少なくとも1つのばね要素(19)が前記半導体ウェーハ(9)に作用し、前記凹所(2)においてその位置を保持し及び/又はそれを整列させる、
を特徴とする方法。 An installation method for an integrated semiconductor wafer device, in particular an integrated semiconductor component device as an intermediate product in manufacturing, comprising:
- a glass substrate (1) having at least one recess (2) formed by a wall (3),
- one or more semiconductor wafers, in particular semiconductor components (9), to be placed in said recess (2); at least one spring element (19) formed in the glass substrate (1) for position retention and/or alignment in the recess (2),
The following method steps:
- said glass substrate (1) is provided with a relaxed spring element (19) engaging the contour space (K) of said semiconductor wafer (9) to be positioned,
- a spring manipulator substrate (22) with an operating element (25) adapted to said contour space (K) of said semiconductor wafer (9) to be positioned and/or of said at least one spring element (19),
- moving said glass substrate (1) relative to said spring manipulator substrate (22), thereby prestressing said spring elements (19) outside said contour space (K) of said semiconductor wafer (9); and causing its operating element (25) to enter said recess (2) so as to deflect said spring element (19),
- placing said semiconductor wafer (9) in said recess (2); and - moving said glass substrate (1) back with respect to said spring manipulator substrate (22), thereby said spring element. (19) to move its operating element (25) outside said contour space (K) of said semiconductor wafer (9), so that said at least one spring element (19) acting on the wafer (9) to hold its position and/or align it in said recess (2);
A method characterized by
前記ガラスサブストレート(1)に対してその厚さ方向(DR)に移動可能なばねマニピュレータサブストレート(22)を有し、
前記ばねマニピュレータサブストレート(22)は、位置決めすべき前記半導体ウェーハ(9)の及び/又は前記少なくとも1つのばね要素(19)の前記輪郭スペース(K)に適合する少なくとも1つの操作要素(25)を備えている、ことを特徴とする設置装置。 An installation device for carrying out the installation method according to any one of claims 1 to 7,
a spring manipulator substrate (22) movable relative to said glass substrate (1) in its thickness direction (DR);
Said spring manipulator substrate (22) has at least one operating element (25) adapted to said contour space (K) of said semiconductor wafer (9) to be positioned and/or of said at least one spring element (19). A setting device comprising:
A suction channel (27, 28) continuous in the thickness direction (DR) is formed in the spring manipulator substrate (22), in particular in the plate-like substrate (23) and/or the operating element (25). 11. The installation device according to any one of claims 8 to 10, characterized in that:
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